Demir

Demir, simgesi Fe (Latince Ferrum'dan) ve atom numarası 26 olan kimyasal bir elementtir.

İlk geçiş serisine ve periyodik tablonun 8. grubuna ait bir metaldir. Kütle olarak, Dünya'daki en yaygın elementtir, oksijenin hemen önünde sırasıyla %31.9 ve %29.7, Dünya'nın dış ve iç çekirdeğinin ise yaklaşık %80'ini oluşturur. Dünya'nın yer kabuğunda %5 bolluk ile dördüncü en yaygın elementtir. Esas olarak metalik hâlde meteorlar tarafından biriktirilir ve cevherleri de orada oluşur. Dünya'nın merkezindeki bu kadar yüksek miktardaki yoğun demir kütlesinin dünyanın manyetik alanına etki ettiği düşünülmektedir.

Tüm Dünya kütlesinin %35'ini Dünyanın çekirdeğinin %80'ini oluşturan demir dünyadaki en bol element olmasına rağmen, bu demirin çoğu iç ve dış çekirdeklerde yoğunlaşmıştır.



Demir ve insan vücudu
Yetişkin bir insanın vücudunda yaklaşık olarak 4-5 gram demir bulunmaktadır. Bunun yaklaşık 2,5-3 gramı kanda hemoglobinin yapısında yer alır. Diğer taraftan, her gün yaklaşık 0,9 mg demir vücuttan dışarı atılmaktadır. Günlük demir ihtiyacı olarak atılan demirin her gün beslenme ile yerine konulması gerekir. Ancak beslenme ile vücuda alınan demirin ancak %5–35'i bağırsaklar tarafından emilebilmektedir. Dolayısıyla, günlük atılan miktardan çok daha fazla miktarda demir beslenmede yer almalıdır. Yetişkin erkekler için önerilen günlük demir alım miktarı 10 mg, yetişkin kadınlar için ise 15 mg'dır. Sporcularda, ağır işlerde çalışanlarda, hamilelerde ve gelişim çağındaki bireylerde günlük demir ihtiyacı artmaktadır.

Demir, bakır ve kalsiyum gibi bazı minerallerin emilimi ve kanda oksijeni taşıyan kırmızı kan hücrelerinin ve çeşitli enzimlerin üretimi için gereklidir. Ayrıca, bağışıklık sistemini de güçlendirir.

Besin maddeleri ve suda bulunur. Toprakta da bol miktarda demir bileşikleri bulunur. Bitkiler demiri topraktan, hayvan ve insan organizması da bitkilerden alır. Demir için en iyi kaynaklar karaciğer, böbrek, kalp, sakatatlar, yumurta sarısı, balık, istiridye, fasulye, ıspanak, buğday ve yulaf unu, hurma, ceviz, fındık, kuru kayısı ve pekmezdir.

Organizmada hemoglobin, miyoglobin, solunum enzimlerinde bulunur. Besinlerde Fe3+ şeklinde bulunur.

Etlerde porfirin sisteminde kompleks hâlde
Sebzelerde anorganik demir hâlinde
Hayvan ve insan organizmasında ise iyonlaşan demir hâlinde bulunur.

Demir eksikliğine, Demir Eksikliği anemisi (kansızlık) denir.

Toksikolojik önlemler
Demirin fazlası insanlar için zehirleyicidir, çünkü aşırı miktarda alınan iki değerli demir (ferros demir) vücuttaki peroksitlerle reaksiyona girerek serbest radikaller yapar.

İnsan vücudu demirin emilimini çok sıkı kontrol eden bir mekanizmaya sahipse de vücuttan atılmasına ilişkin fizyolojik bir yetisi yoktur. Dolayısıyla, alınan aşırı miktardaki demir, sindirim sisteminin tüm bölgelerindeki hücrelere zarar verebilir ve kan dolaşım sistemine girebilir. Kan dolaşımına giren demir, kalp, karaciğer ve diğer organların hücrelerine de zarar vermeye başlar ve bu da, uzun süreli organ hasarları veya aşırı dozdan ölümlere kadar gidebilir.

İnsanlarda demir zehirlenmesinin başlangıç değeri vücut ağırlığının kilogramı başına alınacak 20 miligram demirdir. Kilogram başına 60 miligram demir, öldürücü dozdur. Altı yaşından küçük çocuklarda en çok görülen zehirlenme yoluyla ölüm nedeni, ferros sülfat tabletlerinin aşırı tüketimidir. Vücudun dayanabileceği günlük demir üst sınırı yetişkinlerde 45 miligram, 14 yaş altı çocuklarda ise 40 miligramdır.

Demir eksikliği hastalığı (demir eksikliğine bağlı anemi) olanların haricinde ve bir doktora danışmaksızın demir takviyesi ilaçlarının kullanımı sakıncalıdır. Kan veren kişiler de düşük demir seviyesi riskine sahip olup demir alımlarını takviye etmelidirler.

Demirden ileri gelen toksikasyonlarda spesifik antidot Deferroksamin'dir.

Ferroz (Fe2+) ve ferrik (Fe3+) durumlar arasında kolaylıkla değişim yapabildiğinden dolayı, demir bir redoks sistemi olarak fonksiyon görebilir. Hem demir-sülfür proteinlerindeki non-hem demiri hem de stokromlardaki hem demiri bu yolla kullanılır. Demir aynı zamanda siyanid, karbonmonoksit, moleküler oksijen ve organik moleküllerdeki azot atomları üzerinde bulunan serbest elektron uçlarına bağlanabilirler. Bu özellik hemoglobin, miyoglobin ve sitokrom oksidaz gibi oksijen bağlayan proteinlerde kullanılır. Aşırı veya yanlış yerlerde bulunduğu zaman demir çok toksiktir: diğer ağır metallerde olduğu gibi demir bazı proteinlere bağlanır, onların yapılarını ve biyolojik özelliklerini bozar. Hatta daha kötüsü, moleküler oksijen varlığında reaktif hidroksil ve oksidatif hasar oluşturmak suretiyle oksidatif hasarı başlatabilir. Bundan dolayı serbest demir konsantrasyonu, yani bağlı olmayan demir minimumda tutulmalıdır. Bu, fizyolojik şartlarda demirle tam olarak doyurulmamış demir bağlayıcı proteinlerle sağlanır. Normal yetişkin bir insanda 3-4 gram demir bulunur.

Kaynakça
Los Alamos National Laboratory – Demir (İng.)


Dış bağlantılar
Elementel Demir
WebElements.com – Demir